CN106498857A - 大体积混凝土温控系统 - Google Patents

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夏江南
梁震
刘怀刚
赵富立
覃鹏飞
肖向荣
雷志超
费永忠
赵升辉
檀兴华
张铮
葛纪平
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Abstract

本发明提供一种大体积混凝土温控系统，所述温控系统包括置于混凝土外部的水汽接入装置、水雾混合装置以及分散压入装置；所述水汽接入装置包括与水泵相接的进水管以及与空压机连接的通风管接入段，所述进水管与通风管交汇在第一节点，以向所述温控系统输入水及高压气；所述水雾混合装置为雾化混合段，其一端与所述第一节点导通，另一端延伸至与所述分散压入装置导通的第二节点，以使通入的高压气与水在此充分混合形成水雾；所述分散入装置包括若干段与所述第二节点并联的通风管压入段，所述通风管压入段延伸至冷却用管道。通过本方案的实施，可实现不减少下横梁截面面积的前提下，对混凝土进行温控。

Description

大体积混凝土温控系统
技术领域
本发明涉及混凝土防裂技术领域，具体而言，本发明涉及一种大体积混凝土温控系统。
背景技术
随着技术的发展，现对斜拉桥索塔下横梁一般要求有较高的延展性，还要求桥梁的下部结构具有较大的抗弯和抗扭的钢度，在现场施工时，对于此类桥梁的要求，一般采用大体积混凝土结构，但是在预制好后其中的混凝土的水化热不易散发，容易造成混凝土的内外温差大，导致裂缝的产生，而这斜拉桥索塔下横梁在混凝土浇筑及养护期间因水化热产生较大温度应力，是早期裂缝产生的多发区。
对大体积混凝土的水化热控制，目前的研究主要为：混凝土材料及配合比的优化、早期裂缝产生的机理分析、降温措施分析。其中，降温措施分析主要为研究金属冷却管的布置方式、直径、水流速度等因素的降温效应。而索塔下横梁因结构受力特性，往往布置了较为密集的预应力管道，如采用常规金属冷却管降温，横梁截面面积则将进一步被削减，这将对混凝土的密实性及预应力张拉期间结构受力会造成不利影响。对此，可降低索塔下横梁的水化热效应，且不影响其混凝土的密实性及受力的方案的提出则非常急切。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种至少解决上述一项问题的大体积混凝土温控系统。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种大体积混凝土温控系统，所述温控系统包括置于混凝土外部的水汽接入装置、水雾混合装置以及分散压入装置；所述水汽接入装置包括与水泵相接的进水管以及与空压机连接的通风管接入段，所述进水管与通风管交汇在第一节点，以向所述温控系统输入水及高压气；所述水雾混合装置为雾化混合段，其一端与所述第一节点导通，另一端延伸至与所述分散压入装置导通的第二节点，以使通入的高压气与水在此充分混合形成水雾；所述分散压入装置包括若干段与所述第二节点并联的通风管压入段，所述通风管压入段延伸至冷却用管道。
进一步地，所述水汽接入装置的进水管在靠近第一节点处安装有用于调节进水量的进水调节阀门。
其中，所述水雾混合装置包括：与所述第一节点导通用于水与高压气在此充分混合通风管雾化段以及紧接所述通风管雾化段并与所述第二节点导通用于接收含有水雾的高压气的通风管混合段。
进一步地，所述分散压入装置的每一通风管压入段均安装有用于调节压入含水雾的高压气量的水雾调节阀门。
优选地，所述温控系统还包括：置于冷却用管道侧用于检测温度的温控装置。
进一步地，所述温控装置包括置于冷却用管道内有水雾通过区域的至少一个水温测点以及置于冷却用管道内壁或外壁上的至少一个波纹管测点。
进一步地，所述水温测点及波纹管测点均采用温度传感器采集水温及波纹管的温度系数。
其中，所述冷却用管道的尾端端口处安装有封堵件。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
本发明利用预应力管道作为冷却用管道压水汽降温，其中预应力管道优选为金属波纹管，通过将进水管接入空压机通风管，调节水的水量，使水进入通风管后，高压风及水充分混合，水在高压风的压力下，振荡成颗粒状，形成雾状效果，然后将含有水雾的空气压入波纹管管内，利用水雾吸收管道内热量，同时通过高压风加快管道内空气循环，达到温控效果。本发明直接利用预应力管道进行降温处理，不需额外布设冷却水管，其保证了混凝土的密实性且不会对预应力张拉造成影响，更是进一步减少了施工成本。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一个实施例的大体积温控系统布置示意图。
图2为本发明一个实施例的大体积温控系统工作原理示意图。
图3为本发明一个实施例的大体积温控系统中温控装置跨中断面布置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
斜拉桥索塔下横梁作为大体积混凝土结构，在混凝土浇筑及养护期间因水化热产生较大温度应力，是早期裂缝产生的多发区。本发明采用横梁预应力管道(优选为金属波纹管)作为冷却管道，对大体积混凝土进行温控，下面结合图1、图2对本发明大体积混凝土温控系统作详细的叙述：
本发明的大体积混凝土温控系统包括置于混凝土外部的水汽接入装置1、水雾混合装置2以及分散压入装置3。
其中，所述水汽接入装置1包括进水管11、通风管接入段12。具体地，所述进水管11一端与水泵相接，另一端与通风管接入段12相接交汇在第一节点51，以向所述温控系统输入水；更进一步地，所述进水管11在靠近所述第一节点51处安装有用于调节进水量的进水调节阀门111。所述通风管接入段12一端与空压机122连接，另一端与所述进水管11连接，以向所述温控系统输入高压气。
其中，所述水雾混合装置2为雾化混合段，其一端与所述第一节点51导通，另一端延伸至与所述分散压入装置3导通的第二节点52，以使通入的高压气与水在此充分混合形成水雾。具体地，其包括通风管雾化段21、通风管混合段22；所述通风管雾化段21与所述第一节点51导通，用于将通入的水与高压气在此充分混合，水在高压风的压力下，振荡成颗粒状形成雾状效果，其水雾化程度只需要在雾化后可随高压风保持颗粒状运动即可；所述通风管混合段22紧接所述通风管雾化段21并与所述第二节点52导通，用于接收含有水雾的高压气。此部分中，将含有水雾的空气通过压入分散压入装置3压入冷却用管道4内，利用水雾吸收管道内的热量，同时通过高压风加快管道内空气循环。
其中，所述分散压入装置3包括若干段与所述第二节点52并联的通风管压入段31，接收含水雾的高压气，另一端延伸至冷却用管道4。进一步地，所述每一通风管压入段31均安装有用于调节压入含水雾的高压气量的水雾调节阀门311。
进一步地，所述温控系统还包括：置于冷却用管道4侧用于检测温度的温控装置。具体地，所述温控装置包括置于冷却用管道4内有水雾通过区域的至少一个水温测点41以及置于冷却用管道4内壁或外壁上的至少一个管测点42。其中，所述水温测点41及管测点42在每一段冷却用管道4中均有布设，均为水温一个测点，冷却用管道4内或外壁一个测点。更进一步地，所述水温测点41及管测点42布置在下塔柱1/4范围内并沿水平方向布置；优选地所述水温测点42及管测点42均采用PT1000温度传感器采集水温及管的温度系数。在本实施例中，安装温控装置的目的是为了验证温度控制措施所取得的效果及施工过程中的控制质量，对工程质量和安全作出判断，做到信息化温控施工，当出现异常情况时及时调整温控措施。
进一步地，所述冷却用管道4的尾端端口处安装有封堵件(未图示)。
具体地，为对本发明的大体积混凝土温控系统作出进一步的解释，下面介绍本发明的施工方法：
(1)预埋温控装置，包括对置于冷却用管道内有水雾通过区域的至少一个水温测点，以及置于冷却用管道内壁或外壁上的至少一个观测点。温度监控的目的是为了验证温度控制措施所取得的效果及在施工过程中控制施工质量，对工程质量和安全作出及时的判断。
(2)各装置部件安装准备。其包括对水汽接入装置、水雾混合装置以及分散压入装置的安装，更包括对各个装置中包括的部件，如空压机、水泵、阀门等的调试和准备。更进一步地，还包括对冷却用管道的尾端端口处安装封堵件，以更高效助水汽降温。由于空压机所带来的高压气的压强与通水汽管道长度有关，在本实施例中，1Mpa气压可保证30m长管道的水汽效果。
(3)通水汽降温。当浇筑混凝土时，混凝土埋住冷却用管道(即预应力波纹管)则即刻开始通水汽。由于在实际施工过程中，要求混凝土最大降温速度不能大于2℃/d，所以在施工过程中，将会使用进水调节阀门空压机、以及水雾调节阀门调整水汽的大小对其进行控制，并通过温控装置检测获得的数据进行调整。同时，在混凝土心部与环境温度差小于15℃时，即可停止通水汽，但应当持续通过温控装置对温度进行检测，一旦温度出现反弹现象，则应继续通水汽降温。
综上所述，本发明的总体设计为，通过用横梁预应力管道(优选为金属波纹管，其散热效果好，对温控更加有利)作为冷却用管道，将进水管接入空压机通风管，调节进水量，使水进入空压机通风管后，高压风及水充分混合后，水在高压风的压力下，振荡成颗粒状，形成雾状效果，然后将含有水雾的高压风压入波纹管内，利用水雾吸收管道内热量，同时通过高压风加快管道内空气循环，达到温控效果。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述温控系统包括置于混凝土外部的水汽接入装置、水雾混合装置以及分散压入装置；
所述水汽接入装置包括与水泵相接的进水管以及与空压机连接的通风管接入段，所述进水管与通风管交汇在第一节点，以向所述温控系统输入水及高压气；
所述水雾混合装置为雾化混合段，其一端与所述第一节点导通，另一端延伸至与所述分散压入装置导通的第二节点，以使通入的高压气与水在此充分混合形成水雾；
所述分散压入装置包括若干段与所述第二节点并联的通风管压入段，所述通风管压入段延伸至冷却用管道。
2.根据权利要求1所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述水汽接入装置的进水管在靠近第一节点处安装有用于调节进水量的进水调节阀门。
3.根据权利要求1所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述水雾混合装置包括：
与所述第一节点导通用于水与高压气在此充分混合的通风管雾化段以及紧接所述通风管雾化段并与所述第二节点导通用于接收含有水雾的高压气的通风管混合段。
4.根据权利要求1所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述分散压入装置的每一通风管压入段均安装有用于调节压入含水雾的高压气量的水雾调节阀门。
5.根据权利要求1所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述温控系统还包括：置于冷却用管道侧的用于检测温度的温控装置。
6.根据权利要求5所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述温控装置包括置于冷却用管道内有水雾通过区域的至少一个水温测点以及置于冷却用管道内壁或外壁上的至少一个管测点。
7.根据权利要求6所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述水温测点及管测点均采用温度传感器采集水温及管的温度系数。
8.根据权利要求1所述的大体积混凝土温控系统，其特征在于，所述冷却用管道的尾端端口处安装有封堵件。
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